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1、接地技术的浅谈与应用摘要本文以电磁兼容中的接地部分为核心进行的探究。包括接地类型，应用以及相关各项知识。并以联合实际反应当今接地技术在生活中的各项应用并对各项应用加以解释。 关键字： 电磁兼容 接地 应用 引言随着科技的进步，我们对电的使用也在日益增加。但是电是一把双刃剑，可控时可以为我们创造诸多便利。而当电失控时，我们又该如何保护自己。在电力系统中，运行需要接地。电气设备的金属外壳，钢筋混凝土杆和金属杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为了防止这种电压危及人身安全，我们需要接地。为了消除过电压危险如闪电，我们需要接地。可见接地已经成为我们生活中不可缺少的一个部分。地的定义“地”是电气工程中的电位
2、参考点， “地”可以是大地(Earth)，也可以是电路中的某一点(Ground)，如电力系统中的变压器中性点、直流电源的正、负极或其中间某一点。平时我们所说的地，一般是泛指“大地” ，但严格意义上讲，通常又分为两类：电气地和逻辑地。1，电气地也就是常说的大地，大地是一个电阻非常低、电容量非常大的物体，拥有吸收无限电荷的能力，而且在吸收大量电荷后仍能保持电位不变，因此适合作为电气系统中的参考电位体，电气地的范围随着大地结构的组成和大地与带电体接触的情况而定。2，逻辑地常用于电子电路中，电子设备中各级电路电流的传输、信息转换要求有一个参考的电位，保证电路有一个统一的基准电位，不至于浮动而引起信号误
3、差，这个电位还可防止外界电磁场信号的侵入，常称这个电位为“逻辑地” ，又称为“数字地” 。逻辑地可与大地相连，也可不相连，可以是电子设备的金属机壳、底座、印刷电路板上的地线或建筑物内的总接地端子、接地干线等，而“电气地”一般应与大地接触。为了使设备获得电气地会用到接地极，与大地紧密接触并形成电气接触的一个或一组导电体称为接地极，通常采用圆钢或角钢，也可采用铜棒或铜板。为什么需要接地1随着社会的不断进步，电能已成为人们生产生活中最基本的不可代替的能源。然而，当电能失去控制时，就会引发各类电气事故，其中对人体的伤害即触电事故是最常见的，而人们最忽视的就是间接触电。保护接地和保护接零是防止间接触电最
4、基本的措施。为此，建设部曾下达了有关接地及接地系统的强制性条文标准及严格的质量验收标准，故此在设计和施工中必须引起充分的重视。接地的概念接地是电气工程中必不可少的措施，将电力系统或电气装置的某一部分经接地线连接到接地极称为“接地” ，即接入大地，接地线是连接到接地极的导线，接地极与接地线总称为接地装置。“电气装置”是一定空间中若干相互连接的电气设备的组合。 “电气设备”是发电、变电、输电、配电或用电的任何设备，例如电机、变压器、电器、测量仪表、保护装置等。电力系统中接地的一点一般是中性点，也可能是相线上某一点。电气装置中能被触及的导电部分称为“外露导电部分” ，它在正常时不带电，但在故障情况下
5、可能带电，一般指金属外壳，为了安全起见需要接地。一般是接地电位（电位等于零的地称为“地电位” ） 。接地的类型1.功能性接地：为保证电网正常运行，或为了实现电气装置的固有功能，提高其可靠性而进行的接地。例如：在电力系统正常运行时需要的接地（如电源中性点接地）又称为工作接地。2.保护性接地：为了保证电网故障时人身和设备安全而进行的接地，它又分为：（1）保护接地：电气装置外露部分、电气装置容易触及的导电部分。它在正常时不带电压，而在故障情况下可能带电压。为了降低此电压，减小对人身的损害，应将其接地。例如：电气装置的金属外壳接地，母线金属支架接地等。（2）电压保护接地：为了防止过电压对电气装置和人身
6、安全的危害而进行的接地。例如：电气设备或线路的防雷接地。依此类推，建筑物防雷接地也属此类接地。（3）防静电接地：为了消除静电时对人身安全和电气装置的危害而进行的接地。例如：输送某些液体和气体的金属管道的接地，监控等电子控制装置和输入输出电子微弱信号管线接地等。3.功能性和保护性合一的接地：例如：屏蔽接地。这种接地应首先满足保护性接地要求。4.保护接地和保护接零：保护接地和保护接零是有区别的，随着低压电网系统接地形式的多样化，更有必要把接地和接零两者之间区别加以突出，以便减少在实际工作中出现的一些麻烦。2保护接地就是把电气设备的金属外壳、框架等用接地装置与大地可靠地连接，它适用于电源中性点不接地
7、的低压系统和 1000V 以上任何形式的电网中。保护接地的原理是给人体并联一个小电阻，以保证发生事故时，减小通过人体的电流和承受的电压，主要保护人员和设备不受损害。 保护接零就是在电源中性点接地的系统中，把电气设备的金属外壳、框架与零线相连接，它的作用在于：如果电气设备的绝缘损坏而碰壳，由于零线的电阻小，故短路电流很大，这将使电路中保护开关动作或使电路中保护熔丝断开，切断电源，这时外壳就不带电，从而避免触电事故。接地的作用接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害、防止电磁干扰和保障电力系统正常运行。1.防止人身遭受电击当设备的导电部分漏电到外壳或与
8、外壳碰连、或感应到外壳时，人身若触及设备外壳就相当于触电，可能发生触电伤亡事故。当设备外壳接地处理后，人体的电阻一般大于 1000 欧，接地体的电阻按规定不能大于 4 欧，所以流经人体的电流就很小，而流经接地装置的电流很大，这样就减小了电器设备漏电后人体触电的危险。2.保障电气系统正常运行, 电力系统接地一般为中性点接地。中性点的接地电阻很小，因此中性点与地间的电位接近于零。当相线碰壳或接地时，其它两相对地电压，在中性点不接地系统中将升高为相电压的 3 倍；而在中性点接地的系统中则接近于相电压，有利于系统稳定运行，防止系统振荡。而且系统中的电气设备和线路只要按相电压考虑其绝缘水平，降低了电气设
9、备的制造成本和线路的建设费用。由于有了中性点的接地，也可保证继电保护装置动作的可靠性。3.防止静电损害物理学告诉我们，任何两种不同物质的物体发生摩擦时，都能够产生不同的静电荷。这种摩擦生电的现象，可以说是无处不在，在日常生活中和工作也是常常会遇到的。例如，在很干燥的天气里，用塑料制的梳子梳头发时；用皮带传动或由不导电橡胶制成的橡皮输送装置时；在容器中搅拌物质时；甚至液体在管道中流动速度较大时，都会由于摩擦原因而产生静电。这些电荷不仅聚集在管道、容器上，而且还会聚集在加工设备上，形成了很高的电位，对人身安全以及对设备和建筑物都存在着危险。为了防止由于静电聚集而形成火花放电的危险可以采取的防护措施
10、很多。但最简单和最可靠的措施，唯有把可能产生或积聚静电荷的设备、管道和容器等进行接地，使静电一经产生就导人地中，以消除其积聚的可能性。4.防止电磁干扰屏蔽是抑制无线电工业干扰的有效措施之一。在无线电工业生产中，无线电设备的调试在屏蔽房内进行，目的是用来防止外来的干扰。这是因为任何外来干扰源所产生的电场，其电力线将垂直终止于金属屏蔽层上，而不能穿进屏蔽层内。所以，静电屏蔽接地的作用，是把外部干扰源产生的电场限制在金属屏蔽层，而将金属屏蔽表面上所感应的电荷导入大地中，使屏蔽层内的设备外界免受外部干扰源的影响。屏蔽是双向的，也可以避免屏蔽层内的电磁场辐射到外部。3接地的具体应用1. 变电站中接地应用
11、变电站，尤其是超高压变电站内的电磁环境很恶劣。因此，一些变电站内的二次设备，特别是其中的电子微电子设备，例如微机监测、监控和继电保护装置，常常受到各种电磁干扰而误动、拒动、甚至损坏。近年来随着新型电子元件和大规模、超大规模集成电路的普遍开发和广泛应用，二次电子设备日趋高速化、宽带域化和高密度化，其信号电平越来越低，对电磁干扰更加敏感，对外界电磁环境的要求更加苛刻。因此，研究如何提高变电站二次电子设备的抗干扰水平，对于保证现代电力系统的安全可靠运行，加速新型电子和微电子设备在电力系统中的推广应用，促进超高压变电站的现代化、自动化和智能化进程，都有着重要的意义。接地是提高电子设备电磁兼容性（）的有
12、效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，甚至使二次电子设备无法正常工作。电子设备中的许多地方需要接地，不同的接地有不同的目的和特点，不同类型的二次设备对接地有不同的要求。电子设备中的“地”通常有两种含义：一种是指“大地” ，另一种是指“系统基准地” 。二次电子设备接地的目的通常有两个，其一是为了安全，即保护操作人员免于触电；其二则是为了抑制干扰。接地之所以能抑制干扰，其根本原因在于地电位的相对稳定性。一旦接地点选取不当或接地回路选取和设计欠佳时，接地系统各接地点之间就会因相对电位差的形成而产生差模干扰。2.高速公路路接地
13、应用雷电是一种常发自然现象，通常因大气中热空气与冷空气摩擦而产生带有不同电荷的小水滴，当这种正负电荷达到一定值时，因不同极性的云团之间、云团与地之间存在强大的电场，从而产生云团之间以及云团对大地的放电现象，具有电压高、电流大等特点，很容易破坏电子设备，已经被国际电工委员会列为电子时代的一大公害。雷电作为一种具有极大破坏力的强干扰源，造成高速公路机电设备损害主要有以下类：直击雷，雷电产生时的巨大电流，使地电位瞬间升高，巨大的电位差作用下可以造成设备、建筑物的损害和人员伤亡。感应雷，感应雷电流可以通过电源线缆、通信线路以及卫星天线等途径侵入机电设备房内，尤其以电源电缆感应雷最为突出，对机电设备的弱
14、电电路进行冲击，造成弱电设备烧毁的严重事故。3.航天器接地的应用航天器综合测试环境的接地是一个庞大而复杂的系统，内容涉及到了建筑、电力电气、电子仪器设备、电磁兼容性等诸多领域。不正确的接地，会给航天器带来干扰，甚至会将危险电压引入星上 ，烧毁设备。所以接地就显得至关重要。这里接地系统的作用可以从安全保护和抑制干扰两方面来考虑： （1） 人身安全保护。供电系统、保护器件、设备和其他导电物体之间的低阻接地和搭接，使得故障或雷电所产生 的电流不至引起 可造成 电击伤害的电4压，保护操作者的人身安全。 （2） 设备和设施的保护。低阻接地和搭接可以防止故障电流和雷击 电流在设施内引起危险电压，防止电子设
15、备因瞬时干扰而受到破坏 ，防止建筑物遭受雷击。（3） 降低电气噪声。信号接地点的接地阻抗的减小，使设备之间存在的电位差最小，从而防止噪声源把噪声引导至设备和设施电路中，旁路杂散能量，降低噪声 。4.广播电视工程接地的应用接地在广播电视工程中的作用：一是抑制干扰，保证机房设备系统工作稳定，二是保护人身和设备安全。在广播电视设备工作中，有时会产生一些信号串扰、噪声以及计算机系统死机等现象，这与设备系统的接地不良、接地方法不正确有很大关系。接地系统是否可靠，直接关系到广播电视设备工作稳定和人员安全。5.信号电缆抗干扰接地的应用电磁兼容性( EMC) 是指电子系统在规定的电磁环境中按照设计要求而工作的
16、能力。包括电子系统与周围其它电子系统之间在电磁环境中互相兼顾而相容的能力以及在自然环境中按照设计要求而工作的能力。随着现代电子技术的飞速发展,电子系统组成越来越庞大,各种小信号、大信号; 高频、低频; 模拟、数字信号并存，电子设备工作的电磁环境非常复杂，电磁兼容性问题已成为电子系统设计过程中不容忽视的问题。为了提高电子设备的电磁兼容性能 ,通常采取去耦、滤波、整形、屏蔽、接地、选材、布局等各种技术手段以达到消除或抑制电磁干扰的目的，其中，正确的接地是 EMC 设计中的重要环节。6.多媒体系统集成中接地的应用在多媒体应用环境中，各种电路布线错综复杂，而这些电路之间经常会相互影响。接地不仅可以解决多媒体应用环境系统集成中系统的安全问题外，还对噪声抑制与衰减有很大的影响。同时，如高速铁路、水电站、煤矿井下也需要将的牵引供电回流系统、电力供电系统、信号系统、通信及其他电子信息系统等需要接地的装置通过贯通地线连成一体的接地系统。接地技术在我们的生活与工作中起着不可替代的作用。总结在电子时代的悄然而至中，我们看到了更多科技丰硕的成果。
